破骨細胞形成必須因子M-CSF中和による破骨細胞形成抑制ぺプタイドの開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26861769
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 木村 桂介 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (70712909)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: M-CFSペプタイド

Outline of Annual Research Achievements

近年、高齢化に伴い骨粗鬆症、関節リウマチ、癌や感染などによる病的骨吸収を伴う疾患が問題となっている。これらの病的骨吸収を抑制する治療薬として抗RANKL 抗体製剤や抗TNF-α 抗体製剤などの生物学的製剤が開発され効果をあらわしている。また、破骨細胞形成にはM-CSF およびRANKL が必須因子とされ、さらに病的破骨細胞形成には炎症性サイトカインであるTNF-αが関与していると考えられている。これらのことから我々は破骨細胞形成必須因子であるM-CSFに注目した我々は、破骨細胞形成に必須のサイトカインであるM-CSF のレセプターであるc-Fms に対する抗c-Fms 抗体（ラット抗マウスc-Fms 抗体（M-CSF 中和抗体）; AFS98）がin vivoにおいてTNF-αやLPS が誘導する破骨細胞形成および病的骨吸収を抑制することを発見した。しかしながら、抗体は、非常に高価で実際に臨床応用するには問題となる。そこで本研究は、抗c-Fms抗体が結合する領域を決定し、その領域のぺプタイドをM-CSF の結合を阻害するアンタゴニストとして使用し、破骨細胞形成および病的骨吸収抑制への応用を検討することが目的である。
これまでにc-Fms遺伝子のサブクローニングおよび抗c-Fms抗体反応領域のスクリーニングを行っている。クローニングしたc-Fms遺伝子を適当な制限酵素サイトを利用して切断し発現ベクター(pGEX)に組み込み、数種類のサブクローンを作成した。現在ウエスタンブロットにてエピトープ領域を確認している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

概ね計画通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

今後は大腸菌にて発現の誘導を行い、そのライゼートと抗c-Fms 抗体の反応をウェスタンブロッティングでみる。反応した領域をさらに小さく、サブクローンを作成し、反応領域を限定していく。

Research Products

• [Journal Article] Muramyl dipeptide enhances lipopolysaccharide-induced osteoclast formation and bone resorption through increased RANKL expression in stromal cells. (2015)
  • Author(s): Ishida, M., Kitaura, H., Kimura, K., Sugisawa, H., Aonuma, T., Takada, H., Takano-Yamamoto, T
  • Journal Title: Journal of Immunology Research Volume: Volume 2015 Pages: 132765
  • DOI: 10.1155/2015/132765.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Intra-articular administration of an antibody against CFS-1 receptor reduces pain-related behaviors and inflammation in CFA-induced knee arthritis. (2015)
  • Author(s): Alvarado-Vázquez, PA., Morado-Urbina, CE., Castañeda-Corral, G., Acosta-González RI., Kitaura, H., Kimura, K., Takano-Yamamoto, T., Jiménez-Andrade, JM
  • Journal Title: Neuroscience Letters Volume: 584 Pages: 39-44
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2014.09.053.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Interleukin-4 on orthodontic tooth movement and associated root resorption. (2015)
  • Author(s): Hakami, ZW., Kitaura, H., Kimura, K., Ishida, M., Sugisawa, H., Ida, H., Takano-Yamamoto, T
  • Journal Title: European Journal of Orthodontics Volume: 37 Pages: 87-94
  • DOI: 10.1093/ejo/cju016.j
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] An anti-c-Fms antibody inhibits osteoclastogenesis in a mouse periodontitis model. (2014)
  • Author(s): Kimura, K., Kitaura, H., Fujii, T., Ishida, M., Hakami, Z., Takano-Yamamoto, T
  • Journal Title: Oral Diseases. Volume: 20 Pages: 319-324
  • DOI: 10.1111/odi.12117.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effect of cytokines on osteoclast formation and bone resorption during mechanical force loading of the periodontal membrane (2014)
  • Author(s): Kitaura,H., Kimura, K., Ishida, M., Sugisawa, H., Kohara H., Yoshimatsu M., Takano-Yamamoto,
  • Journal Title: Scientific World Journal Volume: 2014 Pages: ID 617032
  • DOI: 10.1155/2014/617032.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] he role of Th1 cytokines on mechanical loading-induced osteoclastogenesis and bone resorption. (2014)
  • Author(s): Kitaura, H., Kimura, K., Ishida, M., Hakami Z., Sugisawa, H., Saeed J., Kohara H., Yoshimatsu M., Takano-Yamamoto T
  • Journal Title: Interface Oral Health Science 2014 Volume: 1 Pages: 269-279
  • DOI: 10.1007/978-4-431-55192-8-23
  • Open Access
• [Journal Article] Effect of macrophage colony-stimulating factor receptor c-Fms antibody on lipopolysaccharide-induced pathological osteoclastogenesis and bone resorption. (2014)
  • Author(s): Kimura, K., Kitaura, H., Ishida, M., Hakami Z., Saeed J., Sugisawa, H., Takano-Yamamoto T
  • Journal Title: Interface Oral Health Science 2014. Volume: 1 Pages: 259-267
  • DOI: 10.1007/978-4-431-55192-8-22
  • Open Access
• [Presentation] Analysis of effect of IL-4 on mechanical loading-induced osteoclast formation and bone resorption. (2014)
  • Author(s): Kitaura H, Hakami Z., Kimura K, Ishida M, Sugisawa H, Takano-Yamamoto T.
  • Organizer: The 62nd Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
  • Place of Presentation: Osaka, Japan
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [Presentation] Effect of muramyl dipeptide on LPS-induced osteoclast formation and bone resorption. (2014)
  • Author(s): Ishida M, Kitaura H, Kimura K, Sugisawa H, Aonuma T, Takada H, Takano-Yamamoto T
  • Organizer: The 62nd Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
  • Place of Presentation: Osaka, Japan
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [Presentation] Analysis of the corrosion resistance of titanium nitride coating on orthodontic wires. (2014)
  • Author(s): Sugisawa H., Kitaura H., Ueda K., Kimura K., Ishida M., Takano-Yamamoto T.
  • Organizer: The 62nd Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
  • Place of Presentation: Osaka, Japan
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [Presentation] 矯正学的歯の移動におけるIL-4の効果 (2014)
  • Author(s): 北浦英樹、ザキウェリハカミ、木村桂介、石田匡彦、杉澤晴紀、井田裕人、ジャファリサイード、山本照子
  • Organizer: 第73回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] LPSが引き起こす破骨細胞形成および骨吸収に対するMDPの作用の検討 (2014)
  • Author(s): 石田匡彦、北浦英樹、木村桂介、ザキウェリハカミ、杉澤晴紀、ジャファリサイード、高田春比古、山本照子
  • Organizer: 第73回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] ffect of IL-4 on mechanical loading-induced osteoclastogenesis and bone resorption (2014)
  • Author(s): Kitaura H, Hakami Z., Kimura K, Ishida M, Saeed J, Sugisawa H, Takano-Yamamoto T
  • Organizer: The 36th Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
  • Place of Presentation: Houston, U.S.A
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-15
• [Presentation] Muramyl dipeptide enhances Lipopolysaccharide-induced osteoclast formation and bone resorption by enhance of RANKL expression. (2014)
  • Author(s): Ishida M, Kitaura H, Kimura K, Saeed J, Sugisawa H, Takada H., Takano-Yamamoto T
  • Organizer: The 36th Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research.
  • Place of Presentation: Houston, U.S.A
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-15
• [Presentation] The corrosion resistance of Titanium Nitride (TiN) plating on an orthodontic wires (2014)
  • Author(s): Sugisawa H., Kitaura H., Ueda K., Kimura K., Ishida M., Saeed J., Ochi Y, Takano-Yamamoto T.
  • Organizer: 9th International Workshop on Biomaterials in Interface Science. Innovative Research for Biosis-Abiosis Intelligent Interface Summer Seminar 2014
  • Place of Presentation: Miyagi, Japan
  • Year and Date: 2014-08-26 – 2014-08-27
• [Presentation] LPS誘導病的骨吸収に対するMDPの作用の検討 (2014)
  • Author(s): 石田匡彦、北浦英樹、木村桂介、杉澤晴紀、山本照子
  • Organizer: 第32回日本骨代謝学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-07-24 – 2014-07-26
• [Presentation] Macrophage colony-stimulating factor中和による機械的荷重により誘導される破骨細胞形成および破歯細胞形成に対する抑制効果 (2014)
  • Author(s): 北浦英樹、木村桂介、石田匡彦、ハカミ ザキ、サイード ジャファリ、杉澤 晴紀、小原悠、吉松昌子、山本照子
  • Organizer: 第53回日本生体医工学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-06-24 – 2014-06-26